Die Offenbarungen eines präparirten Kohlenstückchens

Die Offenbarungen eines präparirten Kohlenstückchens.

Wenn man in früheren Zeiten den außergewöhnlichen Scharfsinn oder die Schlauheit eines Menschen besonders hervorheben wollte, so pflegte man wohl zu sagen „der hört das Gras wachsen.“ Bis jetzt ist das, so weit bekannt, noch Niemandem gelungen, obwohl der spanische Jesuit und Botaniker Cavanilles vor bald hundert Jahren bereits die Idee, das Gras wachsen zu sehen, mit dem besten Erfolge verwirklicht hat. Es giebt nämlich Gräser, die es mit ihrem Wachsthume sehr eilig haben, wie z. B. das Bambusgras, dessen Schößlinge ihre zwölf bis sechszehn Centimeter in einem Tage emporschießen. Indem nun Cavanilles das Fadenkreuz eines stark vergrößernden Fernrohres auf die Spitze eines solchen Schößlings einstellte, konnte er dieselbe beständig wie den Secundenzeiger einer Taschenuhr vorrücken sehen. Ebenso ließ sich mit den Augen ganz wohl das schnelle Wachsthum des Blüthenschaftes der amerikanischen Aloë oder Agave verfolgen. Sollten etwa die Saftströme, die dieses Wachsthum vermitteln, einiges Geräusch verursachen, so haben wir die beste Aussicht, künftig auch zu hören, wie das Gras wächst, denn der amerikanische Physiker Professor David Eduard Hughes, der Erfinder des Buchstabendrucktelegraphen, hat vor wenigen Wochen eine Vorrichtung erfunden, mit deren Hülfe man die leisesten Geräusche vernimmt, z. B. wenn eine Fliege in Entfernung von zehn Meilen auf dem Apparate herumtrampelt oder sich die Beinchen putzt und dergleichen. Diese hochwichtige Entdeckung verspricht dem menschlichen Ohre die bisher in Schweigen versunkene Welt des Kleinsten zu eröffnen, wie solche durch das Mikroskop dem Auge erschlossen worden ist, weshalb ein entsprechender Name: „Mikrophon“ für dieses Ohrmikroskop – wenn man so sagen dürfte – passend erschien.

Gleich dem Phonographen, über den wir neulich (Nr. 10 dieses Jahrgangs) den Lesern der „Gartenlaube“ berichtet haben, ist auch dieser neue Triumph der Naturwissenschaft aus der Telephon-Erfindung hervorgewachsen, sodaß man hier recht klar sieht, daß der Segen der guten That nicht weniger fruchtbar ist, als der Fluch der bösen. Nur mittelst des Telephones war es möglich, diese Entdeckung zu machen, und in der That bildet ein solches den Horchapparat der von dem Mikrophon in elektrische Ströme übersetzten leisesten Töne. Schon früher (Jahrgang 1877, Seite 798^{[WS 1]}) haben wir von der außerordentlichen Empfindlichkeit des Telephons berichtet, und es wird zweckmäßig für das Verständniß des Nachfolgenden sein, wenn wir auf diesen Punkt zunächst noch etwas näher eingehen. Es wurde dort erwähnt, daß man die Telephonleitung nicht mit derjenigen gewöhnlicher Telegraphen auf denselben Stangen befestigen dürfe, weil man sonst in den Telephonen die aus kurzen oder längeren Strömen (= Punkten und Strichen) bestehenden Depeschen der Parallelleitungen mit hört. Jene Ströme erzeugen nämlich in den Parallel-Drähten durch sogenannte Induction in ihrer Folge genau entsprechende Nebenströme, und obwohl diese letzteren um so schwächer aussfallen, je weiter der Telephondraht von dem Telegraphendraht entfernt läuft, zeigen sie sich für dieses höchst empfindliche Instrument doch stark genug, um die ganze Depesche mit hören zu lassen, selbst wenn der Telephondraht zwei bis drei Fuß von dem Telegraphendraht entfernt verläuft. Man ersieht hieraus, daß, im Interesse der Geheimhaltung amtlicher Depeschen, in keinem Falle die Anbringung einer privaten Zwecken dienenden Telephonleitung an denselben Stangen gestattet werden darf.

Aber die Empfindlichkeit des Telephones geht noch viel weiter. In der französischen Stadt Clermont hatte man einerseits das Observatorium mit dem fünfzehn Kilometer entfernten Gipfel des Puy de Dôme und andererseits die dortige Artillerie-Schule mit dem vierzehn Kilometer entfernten Schießplatze telephonisch verbunden, und beide Leitungen wurden eine Strecke hindurch von denselben Stangen getragen. Obwohl nun beim Telephoniren viel schwächere Ströme Verwendung finden, als beim Telegraphiren, und obwohl beide Leitungen auf der Strecke ihres gemeinschaftlichen Weges circa drei Fuß von einander entfernt lagen, konnte man, wenn vom Gipfel des Puy de Dôme nach dem Observatorium gesprochen wurde, in der Artillerie-Schule, bei sonstiger Stille, jedes Wort verstehen, ja die Stimme des Sprechenden erkennen, und zwar in sieben verschiedenen Telephonen zugleich.

Diese fast unglaubliche Empfindlichkeit des Telephons für die allerschwächsten elektrischen Ströme und ihre Schwankungen hatte die englischen Physiker Forbes und Tait vor mehreren Monaten veranlaßt, dasselbe als ein Mittel zu empfehlen, elektrische Ströme zu entdecken, welche mittelst der empfindlichsten Meßwerkzeuge der Physiker nicht mehr erkannt werden können. Man hat nur nöthig, die vermutheten, sich jeder sonstigen Wahrnehmung entziehenden Ströme in ganz schneller Unterbrechung, z. B. durch die Rauhigkeiten einer bewegten Feile, in den Draht des Telephons zu leiten, um dieses sogleich zu einem ihr Dasein verrathenden Erklingen zu bringen. Natürlich müssen rhythmische Veränderungen des Widerstandes, den ein elektrischer Strom in seiner Leitung erfährt, denselben Erfolg hervorbringen, und dies ist der Punkt, an welchen die Beobachtungen und Entdeckungen von Hughes anknüpften.

Vor wenigen Jahren haben wir mit Erstaunen erfahren, daß das Licht die Fähigkeit einzelner Stoffe, den elektrischen Strom fortzuleiten, beeinflußt, daß eine Selen-Schicht in dem Augenblicke, in welchem ein Sonnenstrahl darüber hingleitet, den elektrischen Strom leichter durchläßt, als vorher und nachher. (Siehe „Gartenlaube“ 1876. S. 780.). Mittelst des hier zunächst nur als Stromprüfer in Anwendung gebrachten Telephons entdeckte nun Professor Hughes, daß die Tonschwingungen ebenfalls und zwar auf sehr verschiedene Körper derartig einwirken, daß ihr Leitungswiderstand mit jeder Schwingung verändert wird. Diese Beobachtung war schon von rein wissenschaftlicher Seite, wegen des darin sichtbaren Zusammenhanges der einzelnen Naturkräfte unter einander, so interessant, daß der Entdecker sie mit aller Sorgfalt verfolgte. Er verfuhr dabei so, daß der auf seine elektrische Schallempfindlichkeit zu untersuchende Körper in den Draht eines in einem anderen Raume befindlichen Telephons eingefügt wurde, während durch diesen Draht ein beständiger elektrischer Strom circulirte. Je deutlicher die Töne, welche Hughes auf den zu untersuchenden Körper wirken ließ, im fernen Telephone wieder erklangen, je vollkommener der Körper, mit anderen Worten, als Aufnahme-Telephon wirkte, um so empfindlicher erwies er sich dadurch für die Schallschwingungen, die auf ihn wirkten. Hughes fand zunächst, daß lose zusammenhängende Metallmassen, z. B. in eine Glasröhre eingeschlossene Metallfeilspähne oder Schrotkörner u. dergl., so lange ihre Oberfläche ohne Rost war, sehr empfänglich waren; sie konnten vermöge ihrer Fähigkeit, mit den Tonschwingungen ihr Leitungsvermögen zu ändern, recht gut als Aufnahms-Telephone dienen, und man ersieht daraus, daß die äußeren Bewegungen der Telephon-Platte jedenfalls nur einen Theil der Gesammtwirkung ausmachen.

Noch vorzüglicher als die feinzertheilten Metalle erwies sich poröse Kohle, welche obendrein den Vorzug besitzt, nicht durch Rosten ihre Leitungsfähigkeit einzubüßen, aber die merkwürdigsten Resultate erhielt der Entdecker bei einer Verbindung von Kohlen- und Metalltheilchen. Er nahm ein Stückchen Weidenholzkohle, wie es die Künstler zum Entwerfen ihrer Kohlenskizzen brauchen, erhitzte es allmählich bis zur Weißgluth und tauchte es dann plötzlich in Quecksilber ein. Die durch die plötzliche Abkühlung entstehenden luftleeren Räume in den Poren der Holzkohle füllen sich hierbei mit zahllosen mikroskopisch kleinen Quecksilberkügelchen und stellen dann einen im höchsten Grade schallempfindlichen Elektricitätsleiter dar. In ähnlicher Weise konnten Stückchen von Weiden- oder Fichtenholzkohle, die an sich den elektrischen Strom nicht leiten, dadurch, daß sie mit Eisen- oder Zinkdämpfen imprägnirt wurden, oder durch chemische Niederschlagungen von metallischem Platin auf ihre Porenwandungen in äußerst schallempfindliche Leiter verwandelt werden.

Eine Anzahl solcher metallisirten Stücken von Holz- oder Gaskohle werden mit schrägen Berührungsflächen an einander gepreßt, sodaß sie einen länglichen Stab bilden, dessen beide Enden mit breit aufliegenden Metallbeschlägen versehen werden, auf denen man die beiden Leitungsdraht-Enden befestigt. Dies ist der wesentliche Theil des mithin höchst einfachen, von einer Glasröhre umschlossenen Mikrophons. Ein der königlichen Gesellschaft der Wissenschaften zu London vorgelegter Apparat dieser Art, welcher sehr erstaunliche Wirkungen ergab, bestand aus sechs derartigen Kohlenstückchen, welche in einer Glasröhre von zwei Zoll Länge und einem viertel Zoll Durchmesser an einander gepreßt waren. „Es war ein Anblick,“ erzählt ein Augenzeuge, „schon allein des Sehens werth, als der berühmte Professor „Huxley“ dieses Röhrchen in die Hand nahm und feierlich eine Ansprache an dasselbe richtete, die an einem damit verbundenen anderwärts aufgestellten Telephone deutlich verstanden wurde.“ Damit erklärt sich auch, daß man Empfangs-Telephone wirksam fand, deren Schallplatten so dick genommen waren, daß sie kaum merklich schwingen konnten, und die in dem früheren Artikel erwähnte Wirksamkeit der Graphitmasse, die als eine metallisirte Kohle betrachtet werden kann. Die durch das Mitschwingen der Masse veranlaßten inneren Bewegungen der kleinsten Theile, welche man sich als wellenförmige Verdichtungen und Dehnungen vorstellen kann, ändern eben mit jeder Schwingung die Durchlassungsfähigkeit für den elektrischen Strom, sodaß dessen Stärke genau in gleichem Verhältnisse an- und abschwellen muß, und also auch den Ton im entfernten Telephone wiedererzeugen kann.

Da man hierbei an Stelle der äußerst schwachen magnet-elektrischen Ströme des Bell’schen Telephons starke Batterieströme anwenden kann, so darf die Leitung viel weiter ausgedehnt werden, als bei jenem, und so kann man, wie Professor Hughes sagt, mittelst seines Mikrophons leicht auf eine Entfernung von hundert Meilen das Ticken einer kleinen Taschenuhr oder das Fallen einer Stecknadel hören. Aber sogar Töne, die zu schwach sind, um überhaupt unmittelbar auf unser Ohr zu wirken, sind im Stande, die Leitungsfähigkeit der metallisirten Kohle derartig zu beeinflussen, daß jene Töne im Telephone erheblich verstärkt wiederklingen, und an diesen Umstand knüpft sich eben das höhere Interesse der vorliegenden Entdeckung. Wir haben schon erwähnt, daß man den Spazierschritt einer Fliege auf einer Glasfläche auf ähnlich große Entfernungen deutlich in dem Telephone vernimmt. Wenn man mit einem feinen Kameelhaarpinsel über eine glatte Holzfläche, die mit dem Apparate in Berührung war, hinfuhr, so erregte dieses dem Ohre unmittelbar nicht vernehmbare Geräusch in dem verbundenen Telephone ein so heftiges Geknister, daß es dem daran gehaltenen Ohre geradezu empfindlich wurde.

Wenn solche Ergebnisse mit einem erst vor wenigen Wochen erfundenen Apparate erzielt werden, so hat man wohl ein Recht, von einer noch weiter getriebenen Empfindlichkeit derselben das Außerordentlichste zu erwarten. Thiere, die bisher stumm schienen, weil unser Gehör nicht empfindlich genug für ihre Laute ist, wie jene Bienenameisen, von denen früher in der „Gartenlaube“ (1875, S. 789) berichtet wurde, werden künftig vielleicht nicht mehr blos zu unserem Auge, welches die leisen Bewegungen der Stimmwerkzeuge wahrnimmt, sondern auch zum Ohre sprechen. Und wer weiß, ob nicht auch die Pflanzen ihre Stimme erheben werden, ob wir nicht in ihnen ebenso den Lebenspuls vernehmen können, wie in den menschlichen Adern, und ob das Mikrophon uns nicht Auskunft geben kann über krankhafte Bildungen in unserem eigenen Körper, hinsichtlich deren die Horchinstrumente der Aerzte bisher nicht ausreichten. Der Herzschlag einer Person läßt sich mit Leichtigkeit mittelst des Mikrophons aus beliebiger Ferne belauschen, und ebenso ohne Zweifel auch die Ader- und Lungengeräusche, sodaß hier die Möglichkeit einer ärztlichen Untersuchung aus weiter Ferne gegeben wäre.

Ja, es dürfte nicht undenkbar erscheinen, daß für das Mikrophon auch die Steine und Krystalle ihr bisheriges Stummsein aufgeben, wenn ihre kleinsten Theile langsamere Bewegungen vollführen, z. B. bei chemischen Einwirkungen, vergleichbar jenen schon dem unbewaffneten Ohr vernehmbaren Tönen des Eisenstabes beim Magnetisiren, von denen in dem Telephon-Artikel die Rede war. Freilich dürfen wir unsere Erwartungen nicht zu hoch spannen und etwa verlangen, in Zukunft auch die Wärme- oder Lichtschwingungen zu hören, den es handelt sich hier nur um die Verstärkung von Geräuschen, nicht aber um die Erhöhung der Empfindlichkeit unseres Ohres, die eine sehr begrenzte ist, wie wir vor Kurzem an den Experimente mit den singenden Flammen („Gartenlaube“ 1877, S. 732.) erfahren haben.

Schwingungen, die durch ihre allzu große Geschwindigkeit die obere Empfänglichkeitsgrenze unseres Gehörs übersteigen, werden wir auch mittelst des Mikrophons nicht hörbar machen, und deshalb werden wir auch von den Thierstimmen nur die leisen, nicht die für ihr eigenes Ohr sehr lauten, aber für uns zu hoch liegenden Töne vernehmen. Immerhin bleibt für das neue Erweiterungsmittel unserer sinnlichen Wahrnehmung ein weites Feld der Wirksamkeit, und die Bedeutung dieser Entdeckung für Theorie und Praxis ist vorläufig gar nicht zu übersehen.

Carus Sterne.

---

Anmerkungen (Wikisource)

1. Vorlage: Jahrgang 1876